Maj 2008 - Polska Izba Inżynierów Budownictwa

Zabezpieczenia ogniochronnekonstrukcji stalowychTECHNOLOGIEPożar wywołuje obciążenia o charakterze wyjątkowym, wymagające uwzględnienia przyprojektowaniu w zakresie bezpieczeństwa pożarowego konstrukcji budynku. Istotnymzmianom w czasie pożaru ulegają m.in. właściwości stali.Niezabezpieczone ogniochronnieprofile stalowejuż po 10–15 minutachnagrzewania w warunkachpożaru standardowego osiągajątemperaturę ok. 650–700 o C. Jest totemperatura, w której następuje spadekcech wytrzymałościowych do poziomu20–30% wytrzymałości w temperaturzenormalnej, a w konsekwencji utratanośności elementów konstrukcyjnych.Sposoby zabezpieczaniaogniochronnego konstrukcjistalowychZapewnienie nośności konstrukcjistalowych w warunkach pożarurealizowane jest poprzez chłodzenielub izolowanie elementów konstrukcjinośnej.Chłodzenie polega na ograniczeniuefektów oddziaływań wysokiejtemperatury pożaru za pomocąspryskiwania elementów stalowychwodą. Rozwiązanie to jest rzadkostosowane, gdyż wymaga odpowiednichurządzeń pompowych i rurowejinstalacji wodnej.Izolowanie elementów konstrukcjinośnej polega na oddzieleniu konstrukcjistalowej od stref narażonychna pożar lub/oraz zabezpieczeniupojedynczych elementów.Do pierwszej grupy należy zaliczyćzabezpieczenia grupowe, tj. membranypoziome (np. sufity podwieszone),membrany pionowe (np. ściany oddzielające)oraz sytuowanie elementów nośnychpoza obrysem budynku (rys. 1).W drugiej grupie można wyróżnićdwa typy środków ogniochronnych:■ środki aktywowane termicznie,takie jak powłoki pęczniejące i powłokiabsorbcyjne,■ środki pasywne termicznie, takiejak masy natryskowe i okładzinyMAJ 2008INŻYNIER BUDOWNICTWApłytowe, a także zabezpieczeniahybrydowe polegające na połączeniuokładzin płytowych oraz masnatryskowych.Wymagania w zakresieodporności ogniowejOdporność ogniowa jest to zdolnośćelementu do spełnienia w określonymczasie określonych funkcji użytkowychw warunkach pożaru. Funkcjete oznacza się symbolami, a przedziałyczasu, w ciągu którego spełnionejest kryterium lub kryteria, określasię liczbowo. W odniesieniu do konstrukcjistalowych, które składają sięzazwyczaj z elementów prętowych, jakbelki czy słupy, stosuje się kryteriumnośności ogniowej oznaczone literą R(Resistance). Kryterium to związanejest z utratą nośności lub statecznościelementu, fragmentu konstrukcji lubcałej konstrukcji oraz przekroczeniemdopuszczalnych wartości granicznychprzemieszczeń, odkształceń orazprędkości ich narastania.Wymagania w zakresie odpornościogniowej konstrukcji budowlanychsformułowane w rozporządzeniuMinistra Infrastrukturyz dnia12 kwietnia 2002 r.w sprawie warunkówtechnicznych,jakim powinny odpowiadaćbudynkii ich usytuowanie,nakazują w budynkachzaliczonychdo klasy odpornościpożarowej A, B, C, Dstosowanie elementówkonstrukcyjnycho odpornościogniowej określonejklasą R 240–R 15.Systemy zabezpieczeńogniochronnychŚrodki aktywowane termicznie– powłoki pęczniejącePowłoki pęczniejące pod wpływemtemperatury wytwarzają warstwęporowatej pianki ograniczającejdopływ ciepła do stali. Procesyzachodzące w materiałach ogniochronnychaktywizowanych termiczniew większości stosowanychtechnologii oparte są na chemiizwiązków węgla i fosforu. Pęcznieniepowłoki rozpoczyna się w temperaturzeok. 250 o C. Woda powstaław wyniku reakcji rozkładu związkóworganicznych w obecności kwasu fosforowegoulega odparowaniu, a powstałepęcherzyki formują „piankę”o właściwościach termoizolacyjnych.„Pianka” ulega dalszemu spęcznieniuw wyniku wydzielania gazów ześrodków pęczniejących. Wielkość powstałychpęcherzyków jest kontrolowanaprzez spoiwo wiążące „piankę”(materiał akrylowy lub epoksydowy)i nadaje jej odpowiednią sztywność.Obecność kwasu fosforowego zapobiegaprzed utlenieniem węglowegoRys. 1. Konstrukcja stalowa poza obrysem budynkuStalowa konstrukcja nośna81